异步&等待简单的解释

简单的类比

一个人可能会等早班火车。这就是他们所做的一切，因为这是他们目前正在执行的主要任务。(同步编程(你通常做的事情!))

另一些人可能在等早班火车的时候，抽着烟，喝着咖啡。(异步编程)

什么是异步编程?

异步编程是指程序员选择在与主线程执行分开的线程上运行一些代码，然后在执行完成时通知主线程。

async关键字实际上做什么?

在方法名前加上async关键字，例如

async void DoSomething(){ . . .

允许程序员在调用异步任务时使用await关键字。这就是它所做的。

为什么这很重要?

在许多软件系统中，主线程专门用于与用户界面相关的操作。如果我正在运行一个非常复杂的递归算法，需要5秒才能在我的计算机上完成，但我在主线程(UI线程)上运行这个，当用户试图单击我的应用程序上的任何东西时，它将出现冻结，因为我的主线程已经排队，目前正在处理太多的操作。因此，主线程无法处理从鼠标点击到从按钮点击运行的方法。

什么时候使用Async和Await?

在不涉及用户界面的情况下，最好使用异步关键字。

假设你正在编写一个程序，允许用户在手机上画草图，但是每隔5秒它就会在互联网上查看天气。

我们应该等待呼叫，轮询每5秒呼叫一次网络以获取天气，因为应用程序的用户需要保持与移动触摸屏的交互以绘制漂亮的图片。

如何使用Async和Await

从上面的例子，下面是一些如何编写它的伪代码:

    //ASYNCHRONOUS
    //this is called using the await keyword every 5 seconds from a polling timer or something.

    async Task CheckWeather()
    {
        var weather = await GetWeather();
        //do something with the weather now you have it
    }

    async Task<WeatherResult> GetWeather()
    {

        var weatherJson = await CallToNetworkAddressToGetWeather();
        return deserializeJson<weatherJson>(weatherJson);
    }

    //SYNCHRONOUS
    //This method is called whenever the screen is pressed
    void ScreenPressed()
    {
        DrawSketchOnScreen();
    }

附加说明-更新

我忘了在我最初的笔记中提到，在c#中，你只能等待被包裹在任务中的方法。例如，你可以等待这个方法:

// awaiting this will return a string.
// calling this without await (synchronously) will result in a Task<string> object.
async Task<string> FetchHelloWorld() {..

你不能等待不是任务的方法，像这样:

async string FetchHelloWorld() {..

请随意查看Task类的源代码。

这里的答案可以作为await/async的一般指导。它们还包含一些关于await/async如何连接的细节。我想和大家分享一些在使用这个设计模式之前应该知道的实践经验。

术语“await”是字面意义上的，所以无论您在哪个线程上调用它，都将在继续之前等待该方法的结果。在前台线程上，这是一个灾难。前台线程承担了构建应用程序的负担，包括视图、视图模型、初始动画，以及其他任何与这些元素捆绑在一起的东西。所以当你等待前台线程时，你会停止应用程序。当什么都没有发生时，用户会一直等待。这提供了一种消极的用户体验。

你当然可以使用各种方法来等待后台线程:

Device.BeginInvokeOnMainThread(async () => { await AnyAwaitableMethod(); });

// Notice that we do not await the following call, 
// as that would tie it to the foreground thread.
try
{
Task.Run(async () => { await AnyAwaitableMethod(); });
}
catch
{}

这些注释的完整代码在https://github.com/marcusts/xamarin-forms-annoyances。参见名为AwaitAsyncAntipattern.sln的解决方案。

GitHub网站还提供了关于此主题的更详细讨论的链接。

async与函数一起使用，使其成为异步函数。await关键字用于同步调用异步函数。await关键字保持JS引擎的执行，直到promise被解决。

我们应该只在需要立即得到结果时使用async & await。也许函数返回的结果将在下一行中使用。

关注这个博客，它用简单的文字写得很好

解释

下面是一个高层async/await的快速示例。除此之外，还有很多细节需要考虑。

注意:Task.Delay(1000)模拟工作1秒。我认为最好将此视为等待来自外部资源的响应。由于我们的代码正在等待响应，系统可以将正在运行的任务设置到一边，并在完成后返回到它。同时，它可以在该线程上做一些其他工作。

在下面的例子中，第一个块正是这样做的。它立即启动所有任务(Task。延迟线)，并把它们放到一边。代码将在await一行上暂停，直到1秒的延迟完成，然后才进入下一行。由于b、c、d和e几乎与a同时开始执行(由于缺少await)，因此在本例中它们应该大致同时完成。

在下面的例子中，第二个块正在启动一个任务，并在开始后续任务之前等待它完成(这就是await所做的)。每次迭代需要1秒。await是暂停程序并在继续之前等待结果。这是第一块和第二块的主要区别。

例子

Console.WriteLine(DateTime.Now);

// This block takes 1 second to run because all
// 5 tasks are running simultaneously
{
    var a = Task.Delay(1000);
    var b = Task.Delay(1000);
    var c = Task.Delay(1000);
    var d = Task.Delay(1000);
    var e = Task.Delay(1000);

    await a;
    await b;
    await c;
    await d;
    await e;
}

Console.WriteLine(DateTime.Now);

// This block takes 5 seconds to run because each "await"
// pauses the code until the task finishes
{
    await Task.Delay(1000);
    await Task.Delay(1000);
    await Task.Delay(1000);
    await Task.Delay(1000);
    await Task.Delay(1000);
}
Console.WriteLine(DateTime.Now);

输出:

5/24/2017 2:22:50 PM
5/24/2017 2:22:51 PM (First block took 1 second)
5/24/2017 2:22:56 PM (Second block took 5 seconds)

关于SynchronizationContext的额外信息

注意:这就是我感到有点模糊的地方，所以如果我错了什么，请纠正我，我会更新答案。对它的工作原理有一个基本的了解是很重要的，但只要你从来没有使用过ConfigureAwait(false)，你也可以成为这方面的专家，尽管我认为你可能会失去一些优化的机会。

有一个方面使得异步/等待概念有点难以掌握。事实上，在这个例子中，这一切都发生在同一个线程上(或者至少在SynchronizationContext方面看起来是同一个线程)。默认情况下，await将恢复运行它的原始线程的同步上下文。例如，在ASP中。NET中你有一个HttpContext，当请求进入时它被绑定到一个线程上。此上下文包含特定于原始Http请求的内容，例如原始request对象，其中包含语言、IP地址、报头等内容。如果你在处理过程中切换线程，你可能会在不同的HttpContext中尝试从这个对象中提取信息，这可能是灾难性的。如果您知道您不会将上下文用于任何事情，您可以选择“不关心”它。这基本上允许您的代码在单独的线程上运行，而无需带上下文。

你如何做到这一点?默认情况下，await a;代码实际上做了一个假设，你想要捕获和恢复上下文:

await a; //Same as the line below
await a.ConfigureAwait(true);

如果你想让主代码在没有原始上下文的情况下继续在一个新线程上运行，你只需使用false而不是true，这样它就知道它不需要恢复上下文。

await a.ConfigureAwait(false);

在程序暂停之后，它可能会继续在一个具有不同上下文的完全不同的线程上运行。这就是性能改进的来源——它可以在任何可用的线程上继续运行，而不必恢复它开始时的原始上下文。

这些东西让人困惑吗?地狱耶!你能算出来吗?可能!一旦你掌握了概念，然后转向Stephen Cleary的解释，它往往更适合那些已经对async/await有技术理解的人。

这里有一个快速的控制台程序，让那些遵循。TaskToDo方法是你想让它异步的长期运行的方法。让它以异步方式运行是由TestAsync方法完成的。test loops方法只是运行TaskToDo任务，并异步运行它们。你可以在结果中看到这一点，因为它们在每次运行中完成的顺序不同——当它们完成时，它们会报告给控制台UI线程。简单，但我认为简单的例子比复杂的例子更好地揭示了模式的核心:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace TestingAsync
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            TestLoops();
            Console.Read();
        }

        private static async void TestLoops()
        {
            for (int i = 0; i < 100; i++)
            {
                await TestAsync(i);
            }
        }

        private static Task TestAsync(int i)
        {
            return Task.Run(() => TaskToDo(i));
        }

        private async static void TaskToDo(int i)
        {
            await Task.Delay(10);
            Console.WriteLine(i);
        }
    }
}

也许我的见解是相关的。Async告诉编译器要特别对待一个函数，这个函数是可挂起/可恢复的，它以某种方式保存状态。Await暂停了一个功能，但也是一种执行纪律的方式，是限制性的;你需要指定你在等待什么，你不能无故挂起，这使得代码更有可读性，也许也更有效率。这就引出了另一个问题。为什么不等待多件事，为什么一次只等待一件事?我相信这是因为这样的模式已经建立起来了，而程序员们遵循的是最小惊讶的原则。这里存在着模棱两可的可能性:您是满足其中一个条件，还是希望所有条件都得到满足，也许只是其中一些?